(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、時間的な節約を提供できる、基板から微視的なサンプルを取り出すための方法を提供することである。【解決手段】  本発明は、基板２から微視的なサンプル１を取り出すための方法を提供し、該方法は、サンプル１が基板２から切り出されるようにして、基板２がビーム４で照射される、切断処理を実行するステップと、サンプル１がプローブ３に付着される付着処理を実行するステップと、を含み、切断処理の継続期間の少なくとも一部期間で、切断処理が少なくとも2つのビーム４及び５によって同時に実行されることを特徴とする。  少なくとも２つのビームで切断を実行することによって、ビームを生成する手段に関する基板２の方位を変えることなく、サンプル１が抽出できる。２ビームの同時作用と、方位を一定に維持する可能性は、切断が単一ビームでのみ実行される方法と比較して、時間的な節約を提供する。【選択図】  図３
2006017729.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（２）から微視的なサンプル（１）を取り出すための方法であって、
前記サンプル（１）が前記基板（２）から切り出されるようにして、前記基板（２）がビーム（４）で照射される、切断処理を実行するステップと、
前記サンプル（１）がプローブ（３）に付着される付着処理を実行するステップと、
を含み、前記切断処理の継続期間の少なくとも一部期間で、前記切断処理が少なくとも2つのビーム（４、５）によって同時に実行されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記切断ビーム（４、５）を生成する手段に関する前記基板（２）の方位は、前記切断処理間に変化しないで維持することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記付着処理は、ビーム（５）での前記サンプル（１）の照射を含むことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の方法。
【請求項４】
前記付着処理と前記切断処理は、一時的に互いにオーバーラップすることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記照射は、電気的に帯電された粒子のビーム（４、５）の照射を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
基板からサンプル（１）を抽出するために実施される粒子光学装置であって、該装置は、
第一イオンビーム（４）の生成、集束及び位置づけのための粒子光学カラム（１１）と、
前記イオンビーム（４）の生成、集束及び位置づけの制御のための制御手段（１３）と、
マニピュレートできるプローブ（３）と、
を含み、
前記装置は、第二イオンビーム（５）の生成、集束及び位置づけのための第二の粒子光学カラム（１２）を設け、
前記制御手段（１３）は、前記イオンカラム（１１、１２）の両カラムがイオンビームを同時に生成できるようにして実施されることを特徴とする粒子光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板から微視的なサンプルを取り出すための方法に関し、該方法は、
サンプルが基板から切り出されるようにして、基板がビームで照射される、切断処理を実行するステップと、
サンプルがプローブに付着される付着処理を実行するステップと、を含む。
【０００２】
本発明はまた、当該方法を実行するために具体化された粒子光学装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
上述の基板から微視的なサンプルを取り出すような方法は周知であり、開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このような方法は、特に半導体工業で採用されており、分析及び／又はさらなる処理を容易にするために、ウェハーなどの基板から微視的な大きさのサンプルを取り出す場合である。近年、そのようなサンプルは１００ｎｍの厚さで１０μｍのオーダーの大きさを有する。関心のある構造をさらにサイズを縮小する傾向にあり、この結果として、抽出されるサンプルのさらなるサイズの縮小がもたらされる。
【０００５】
例えば、そのような微視的なサンプルでなされる分析は、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）、ＳＩＭＳ（二次イオン質量分析計）又はＸ線分析機器の支援で実行される。さらなる処理／操作は、例えば、ＴＥＭ支援の分析目的において、イオンビームでさらに薄いサンプルを作製することから構成される。
【０００６】
特許文献1に記載の方法では、針状プローブが、マニピュレータによって、サンプルが抽出される基板の位置に移動される。サンプルは、集束イオンビームで異なる２方向から物質を取り出すことによって基板から切り離される。
【０００７】
基板からサンプルを完全に切り出す前に、サンプルは、例えば、金属沈着の手法によってプローブの末端に付着される。サンプルが完全に切り離された後、プローブに付着したサンプルは、マニピュレータによって別の位置に移動される。
【０００８】
付着処理を開始する前に、まず最初に、切断処理の一部が実行されることに注意する。結局、針状プローブの存在は影の形成をもたらし、プローブの存在は、配置したイオンビームに見えない基板の一部を与える。その理由において、最初に切断処理を開始し、次いで、切断が完全なサンプルの位置に単にプローブを移動し、その際に基板の領域はサンプルホルダーの影に位置することが必要である。その後、付着処理だけが開始されることができ、完全にサンプルを抽出するために切断処理を再び開始することができる。
【特許文献１】米国特許第５，２７０，５５２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、既知の方法と比較して、時間的な節約を提供する序章に記載したタイプの基板から微視的なサンプルを取り出す方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち、本発明による方法は、切断処理の継続期間の少なくとも一部期間で、切断処理が2ビームによって同時に実行されることを特徴とする。
【００１１】
既知の方法において、異なる２方向から基板を連続的に照射することによって、サンプルが基板から切断される。多重の切断ビームが同時に活性化される装置の支援で該方法を実行することによって、照射は２つ以上のビームで同時に異なる方向から発生できる。これは目的とする時間的な節約を導く。
【００１２】
本発明による方法の実施態様において、放射源に関する基板の方位は、切断処理中に変化しないで維持する。
【００１３】
一般的に、基板からサンプルを切り離すために、Ｖ字型の切断がなされる。既知の方法では、最初の切断がまず第一になされ、基板に関する切断ビームの入射角が変化し、第二の切断が成される。通常は、切断ビームの入射角を変更することは、基板の方位の変化により生じる。
【００１４】
ビームに関する基板の方位の変化が、通常は、基板の位置での変化を意味することに注意する。この理由により、方位の変化は、ビームを生成する手段に関して基板の再位置づけを必要とする。
【００１５】
しかしながら、２以上のビームが利用可能な場合、それらのビームは、一般的に、互いに関して角度に対する（ｓｕｂｔｅｎｄ）。この理由により、基板の方位を変えずに、サンプルは完全に抽出できる。
【００１６】
再位置づけの必要性を除去することは無視できないほどの時間を節約する。結局、基板とビームの再位置づけは、高精度で起こるべきである。近年、抽出されるサンプルは、１００ｎｍの厚さで１０μｍオーダーの大きさを有する。したがって、一般的に、再位置づけは、基板の移動だけでなく、両ビームを生成する手段に関するサンプルの位置をサブミクロンの精度で決定することを含む。
【００１７】
一般的に、ビームが屈曲手段の支援で基板に関して位置づけられることに注意する。ビームの方位は、基板に関してわずかに変化する。しかしながら、一般的に、この角度の変化は、一面にサンプルを切り出すように使用できない。結局、Ｖ字型サンプルを切り離すためには、ビームがサンプルで互いに交差することが必要条件であり、ビームが基板の外部に位置する屈曲手段によって曲げられる場合、容易に達成されない偉業である。
【００１８】
本発明による方法の別の実施態様において、付着処理はビームの照射を含む。
【００１９】
ビームの支援でプローブにサンプルを付着することは、本来既知の方法を使用して成すことができ、それによって、例えば、イオンビームの支援で金属沈着が適用される。この付着は、少なくとも一時的にビームの一つを使用して実行でき、切断処理が実行される。しかし、ビームは切断を実行するビームとは異なるビームである。
【００２０】
電流密度などのビームの特性を変化することによって、侵食（物質の取り出し）から沈着（物質の塗布）まで、イオンビームの機能を変化することが可能であることに注意する。
【００２１】
切断処理が実行される種類と同じ種類のビームである必要はなく、付着処理が実行されることに注意する。イオンビームが切断に使用され、フォトンビーム又は電子ビームが付着処理に使用されることが考えられる。
【００２２】
本発明によるさらなる方法において、付着処理と切断処理は互いに一時的にオーバーラップする。
【００２３】
切断処理を仕上げる前に、サンプルがプローブに固定されることが望ましい。切断処理と付着処理を互いに同時にオーバーラップさせることによって、さらなる時間的な節約が実現される。最初に切断が2ビームで実行され、その後、一つのビームが切断を実行し、一方、同時にもう一つのビームが付着を実行することが理解できる。
【００２４】
本発明による方法の好ましい実施態様において、前述した照射は、電気的に帯電した粒子の照射を含む。
【００２５】
切断処理のための電気的に帯電した粒子のビーム、特にイオンビームの使用は、本来既知の方法である。さらに、付着処理において、イオンビームを使用する金属沈着の適用は、本来既知の方法である。
【００２６】
例えば、電気的に帯電された粒子の照射が特定の気体の存在と一致して発生し、それによって、ビームの切断速度が速くなることができるか、又は金属沈着の適用が可能であることに注意する。
【００２７】
本発明はさらに、添付図に基づいて解明され、添付図において、対応する構成要素は同一の参照番号を使用して描写される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１は、２つのカラム１１及び１２が設けられて、各カラムがイオンビーム４及び５をそれぞれ生成する、本発明による方法の実行に適した粒子光学装置を概略して描写する。
【００２９】
粒子光学装置は、真空チャンバー１０と、真空チャンバー１０に設けられた第一イオンビーム４の生成のための第一カラム１１と、真空チャンバー１０に設けられた第二イオンビーム５の生成のための第二カラム１２と、カラム１１及び１２を同時に操作するための制御手段１３と、マニピュレートできるプローブ１４と、位置づけできる基板キャリア１５と、を含む。
【００３０】
真空チャンバー１０は、真空排気手段（示されていない）によって、真空、又は、少なくとも大気圧よりも相当に低い気圧で維持される。カラム１１及び１２は、それらのカラムによって生成されるイオンビーム４及び５が、互いに実質的に交差するような方位で真空チャンバー１０に設けられる。
【００３１】
位置決め可能な基板キャリア１５に位置するウェハー２の形態の基板は、抽出されるサンプル１が２つのビーム４及び５の交点に実質的に位置するようにして、位置決め可能な基板キャリア１５の支援で位置づけされる。この後、切断処理が開始できる。
【００３２】
図２Ａ及び２Ｂは、サンプル１が、２つのビーム４及び５によって切り離される、ウェハー２の形態の基板を概略して描写する。
【００３３】
図２Ａは、どのようにしてサンプル１が、２つのイオンビーム４及び５によって同時に切り離されるかを示す。２つのビーム４及び５が互いに関する角度に対するので、ウェハー２がビーム４及び５を生成するカラム１１及び１２に関して別の方位を仮定することなく、サンプル１を一面に切り出すことが可能である。
【００３４】
示された状況において、サンプル１の底部はすでに相当に切り離され、サンプル１は、単に、ウェハー２とサンプル１との間の結合７によってのみ、ウェハー２に結合されているだけである。
【００３５】
近年、抽出されるサンプルは、典型的には、１０μｍオーダーの大きさ（すなわち、線ＡＡ’と垂直の長さ）を有し、１００ｎｍの厚さ（すなわち、線ＡＡ’の方向の規模）を有する。
【００３６】
図２Ｂは、図２Ａで描写された線ＡＡ’による横断面図を示し、それによって、サンプル１がウェハー２から下面に遊離していることを明確に示すことができる。
【００３７】
図３は、プローブの針状末端部３に固定されたサンプル１を概略して描写する。
【００３８】
描写された状態の切断処理は十分に処理されており、さらにプローブ１４の影の影響は心配されない。マニピュレートできるプローブ１４の針状末端部３は、抽出されるサンプル１の位置に移動される。サンプル１はイオンビーム５の照射によってプローブ１４の末端部３に接合され、それによって、金属沈着６がサンプル１をプローブ１４に付着する。同時に、サンプル１とウェハー２との間に残存する結合７は、イオンビーム４で取り除かれる。切断が完全に終了した後、プローブ１４に付着されたサンプル１は取り出されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】２つのカラムが設けられ、各カラムがイオンビームを生成する、本発明による粒子光学装置の概略図を示す。
【図２Ａ】２つのビームによってサンプルが切り離される基板の概略図である。
【図２Ｂ】図２Ａの横断面の概略図である。
【図３】プローブの針状末端部に固定された部分的に切り離されたサンプルと基板の概略図である。
【符号の説明】
【００４０】
１    サンプル
２    基板（ウェハー）
３    プローブ（プローブ末端部）
４    ビーム
５    ビーム
６    結合（金属沈着）
７    結合
１０  真空チャンバー
１１  第一カラム
１２  第二カラム
１３  制御手段
１４  プローブ
１５  基板キャリア
【図１】
2006017729.tif 000003
【図２Ａ】
2006017729.tif 000004
【図２Ｂ】
2006017729.tif 000005
【図３】
2006017729.tif 000006